Метод повышения эффективности индукции экспериментального андрогенеза сахарной свеклы в условиях in vitro

Авторы

  • С. М. Гонтаренко Институт биоэнергетических культур и сахарной свеклы, Ukraine
  • Г. М. Герасименко Институт биоэнергетических культур и сахарной свеклы, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.30835/2413-7510.2018.152141

Ключевые слова:

андрогенез, эмбриоиды, каллус, предобработка эксплантов, пыльник, регулятор роста, сахарная свекла

Аннотация

Цель и задачи исследования. Разработать метод повышения эффективности индукции экспериментального андрогенеза сахарной свеклы в условиях in vitro.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2014–2017 гг. Исходным был селекционный материал Белоцерковской опытно-селекционной станции – тетраплоидные опылители и диплоидные семенники сахарной свеклы, генотипы селекционных номеров БЦ 45 К1 – К15, 1475 К1-25. Методы исследования биотехнологические, селекционные, физиологические, статистические.

Результаты. Исследовано влияние температурного режима и состава питательных сред, применяемых для предобработки эксплантов – стеблей с бутонами. В исследованиях использованы тетраплоидные опылители и диплоидные семенники сахарной свеклы, которые выращивали в полевых и лабораторных условиях. Экспланты культивировали in vitro при различных температурных режимах – от 4–10 °С до 20–25 °С на модифицированных агаризованных питательных средах. Лучшие результаты были получены при культивировании эксплантов в холодильной камере при температуре 4–10 °С при 16–часовом освещении 1,0–2,0 КЛК в течение 7–30 суток с использованием агаризованной питательной среды Мурасиге–Скуга, содержащей ½ дозы макроэлементов и полную дозу микроэлементов с добавлением витаминов по Гамборгу и аскорбиновой кислоты – 1 мг/л, аминокислот: глутаминовой – 250 мг/л, аспарагиновой – 30,0 мг/л, тирозина – 5 мг/л, аргинина – 3 мг/л, гидроксипролина –2 мг/л, регуляторов роста: 2,4–Д – 2,0 мг/л, 6-БАП – 0,6 мг/л и АБК – 0,3 мг/л, что способствовало увеличению количества полученных каллусов из пыльников с 1,8–2,1 % до 4,9–5,1 %, эмбриоидов – с 0,9–1,2 % до 6,1–6 3 % соответственно.

Выводы. Разработан метод повышения эффективности индукции экспериментального андрогенеза сахарной свеклы в условиях in vitro, включающий низкотемпературную предобработку эксплантов – стеблей с бутонами сахарной свеклы на модифицированной агаризованной среде Мурасиге–Скуга с добавлением витаминов, аминокислот, регуляторов роста и, в частности, АБК – 0,3 мг/л. Применение метода позволяет повысить выход каллусов более чем в два раза, а эмбриоидов – в 5-6 раз из пыльников сахарной свеклы in vitro, что обеспечит получение гаплоидных регенерантов для селекционных программ создания гомозиготных линий.

Библиографические ссылки

Suhanov VM. Androclinia and its peculiarities in wheat. [dissertation]. Saratov, 1983. 24 p.

Kilchevskiy AV, Hotuleva LV. Biotechnology in plant breeding. Cell Engineering. Minsk: Belarus. Navuka, 2012.

Robert N, Trigiano Dennis J Gray. Plant tissue culture, development, and biotechnology. CRS Press, 2016

Bishun Deo Prasad, Sangita Sahni, Prasant Kumar, Mohammed Wasim Siddiqui. Plant biotechnology: principles, techniques, and applications. CRC Press, 2017.

Ermishin AP. Genetic principles of creation and selection of starting material in potato breeding for heterosis. [dissertation]. [Institute of Genetics and Selection, Belarus]. Minsk, 1998.

Lobanova KI, Shestopal OL, Ignatova SO. Abscisic acid as an exogenous factor for increasing the regenerative potential in the culture of soft wheat pests. Visnik Harkivskogo Natsionalnogo agrarnogo universitetu. Seriya biologiya. 2007; 1(10): 102–110.

Van Bergen S, Kottenhagen van der Meulen RM, Wang M. Effects of ABA during the pretreatment of barley anthers on androgenesis of Hordeum vulgare L. cultivars Igri and Digger. In: C Clement, E Pacini, J-C Audran, eds. Anther and Pollend: From Biology to Biotechnology. Springer Science Busines Media. 2012. P. 191–200.

Tyukavin GB. Basics of carrot biotechnology. Moscow:VNIISSOK, 2007.

Мurashige T, Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 1962; 15: 473–497.

Gamborg OL, Constable F, Shiluk JP. Organogenesis in callus form shoot apices of Pisum sativum. Physiol. Plant. 1974; 30: 125–128.

Arman Pazuki, Fatemeh Aflaki, Songul Gurel, Gurel Ekrem. Gynogenesis induction in sugar beet (Beta vulgaris) improved by 6-benzylaminopurine (BAP) and synergized with cold pretreatment. Sugar Tech. 2018; 20(1): 69–77.

Muravlev AA, RogozinTG, Chesnokova EV. The effect of pretreatment, initial culture conditions, nutrient media and genotype on the responsiveness of anthers in vitro white mustard (Sinapis alba L.). Innovative science. 2016; 12: 76–80.

Shelamova MA, Insarova NI, Leshenko VG. Statistic analyses of medical and biological data with using Excel program. Minsk: BSMU, 2010.

Опубликован

2018-12-28

Выпуск

Раздел

ФИЗИОЛОГО–ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ